Аппарат обратного осмоса

Продолжаем раздел "Вода" и подраздел "Фильтры" статьёй про аппарат обратного осмоса. Ранее, в статье Гиперфильтрация воды, или обратный осмос, мы поговорили про собственно технологию очистки воды с помощью полупроницаемой мембраны. Сегодня поговорим про аппаратное решение этой технологии в целом и по отношению к фильтрам для очистки питьевой воды в частности. 

Аппарат обратного осмоса имеет основу, сердце, которая, собственно, и осуществляет основную часть очистки воды. Эта главная часть аппарата обратного осмоса называется "мембрана обратного осмоса". Или же "мембрана гиперфильтрации", что одно и то же. Также аппарат обратного осмоса комплектуется интересными дополнительными фильтрами, которые защищают мембрану от повреждений, а также корректируют состав уже очищенной воды. 

Аппарат обратного осмоса

Остановимся на мембране обратного осмоса подробнее. 

Как вы помните из статьи "Гиперфильтрация воды, или обратный осмос", при очистке воды происходит ряд процессов: 

  1. Грязная вода под давлением находится по одну сторону от полупроницаемой мембраны. 
  2. По другую сторону мембраны — чистая вода (вода без примесей). 
  3. Если бы это был просто осмос, то чистая вода проходила бы через мембрану, чтобы разбавить грязную воду. 
  4. Но это осмос обратный, и со стороны грязной воды действует давление. 
  5. Под давлением через мембрану вода проходит на сторону чистой воды, а грязь остаётся, где и была. 

Соответственно, перед разработчиками мембран было множество вопросов, таких, как: 

  • что сделать для того, чтобы мембрана не лопалась под давлением грязной воды? 
  • как сделать так, чтобы грязь не забивала полупроницаемую мембрану, превращяя её в мембрану непроницаемую? 
  • как сделать так, чтобы мембрана, которая по своей сути плоская, занимала как можно меньше места? 
  • и так далее. 

В результате была создана оптимальная структура мембраны обратного осмоса — спиральная мембрана. На основе которой строится большинство современных аппаратов обратного осмоса. И которую рассмотрим подробнее мы. 

Итак, рассмотрим, как именно реализуется на практике эффект обратного осмоса для очистки воды. Для этого предлагаем вам вот эту простую анимацию, где с помощью нескольких нажатий клавиши мышки можно получить представление о том, как происходит очистка воды на мембране обратного осмоса: 

Как работает мембрана обратного осмоса — анимация:

Как видите, всё очень просто. Есть грязная вода с одной стороны полупроницаемой мембраны, которая двигается вдоль мембраны под давлением. Соответственно, через полупроницаемую мембрану не проходят разнообразные примеси, а проходит вода. Очищенная вода собирается по ту сторону мембраны в центральный канал, а потом пользователю. Грязная вода сбрасывается в канализацию. 

На анимации можно подробно рассмотреть процесс фильтрации воды, процесс промывки мембраны от налипших загрязнений и узнать про конструкцию мембраны. Конструкция в данном случае — спиральная. То есть, множество полупроницаемых мембран сворачиваются спиралью и соединяются с каналом чистой воды. Между мембранами располагается специальная сетчатая подложка, которая препятствует разрушению мембран под воздействием давления грязной воды. 

В общем, всё очень логично, просто, надёжно. 

Если не вдаваться в детали, то мембрана обратного осмоса имеет три входа-выхода: 

  • вход для грязной воды; 
  • выход для чистой воды; 
  • выход для очень грязной воды. 

Этими входами-выходами мембрана соединяется с остальными элементами аппарата обратного осмоса (на примере аппарата для очистки питьевой воды на кухне). 

Аппарат обратного осмоса для очистки питьевой воды на кухне. 

Итак, рассмотрим такое явление среди фильтров обратного осмоса, как капельницы. Или, другими словами, бытовые многоступенчатые системы обратного осмоса. Этих систем существует громадное множество. Примерно 90 % всех систем гиперфильтрации подобного типа сделано на Востоке. 

Работают эти "осмоса" (с ударением на последнем слоге, жаргонное выражение) на давлении воды в водопроводе. Обычно, если давления воды в водопроводе не хватает по каким-либо причинам (обычно для оптимальной фильтрации необходимо давление воды порядка 3 бар — или 30 литров в минуту из обычного кухонного крана, что измеряется с помощью ведра), то капельницы снабжаются дополнительными насосами для повышения давления.

Как уже говорилось, мембрану обратного осмоса нужно защищать. Для защиты нужны первые три ступени очистки воды. Далее очищенная вода накапливается, и её нужно дополнительно очистить с помощью последних ступеней. Как выглядит самая обычная (усреднённая) бытовая многоступенчатая система гиперфильтрации? Вот так:

Аппарат обратного осмоса

Или, схематически (немного запутано, но зато всё учтено), так:

Аппарат обратного осмоса

Что есть что на рисунке?

  1. Первая ступень очистки воды. Чаще всего это механический картридж (подробнее — в разделе "механическая очистка"), который не пропускает частицы, большие, чем 20-5 микрон.  Назначение: удалить из воды примеси, которые могут повредить мембрану обратного осмоса.
  2. Вторая ступень очистки воды. Обычно представлена картриджем с активированным углём, который задерживает и хлор, и механические примеси (размером более 5 микрон). Подробнее про фильтрацию воды с помощью активированного угля — в разделе "Активированный уголь". Назначение: удалить из воды мельчайшие примеси, которые опасны для мембраны гиперфильтрации. 
  3. Третья ступень очистки воды. Также представлена угольным фильтром. Назначение: удалить из воды хлор, который разрушает мембрану и ряд органических веществ, которые залепливают мембрану и снижают её производительность. В зависимости от модели аппарата угольных ступеней очистки воды может быть две. Что на обычной городской воде избыточно (при регулярной своевременной замене фильтра). 
  4. Четвёртая ступень очистки воды. Собственно, мембрана обратного осмоса (гиперфильтрации). Назначение — удаление из воды всех остальных загрязнений. Удаляются неорганические примеси (например, соли тяжёлых металлов и нитраты, про), органические примеси (хлорогранические соединения, пестициды и т.д.), микробиологические загрязнения (бактерии и вирусы — дезинфекция воды). 
  5. Бак-накопитель для чистой воды. Здесь накапливается и хранится под давлением очищенная вода.  
  6. Пятая ступень очистки воды. Угольный постфильтр. Уголь насыщен серебром. Часто эта ступень дополняется или заменяется ультрафиолетовой лампой. 

Теперь про буквы: 

  • А — подача грязной исходной воды. 
  • В — очищенная вода проходит в накопительный бак. 
  • C — очень грязная вода сбрасывается в канализацию. 
  • D — вода из бака проходит через постфильтр и подаётся потребителю. 

Как работает накопительный бак для чистой воды? Очень просто: чистая вода после мембраны под незначительным давлением и с очень маленькой скоростью (примерно стакан в час, 50 миллилитров в минуту, что зависит от модели) капает в бак (отсюда и название бытовых систем обратного осмоса — "капельницы"). В баке вмонтирована специальная резиновая "груша", куда, собственно, и набирается вода. По другую сторону "груши" находится воздух под небольшим давлением. Когда давление воды внутри груши станет равным давлению воздуха снаружи, то очистка воды прекратится (поскольку чистой воде теперь некуда втекать). А когда открывается кран чистой воды, вода поступает из этого бака с достаточно приличной скоростью. Обычно запас чистой воды в баке составляет порядка 4-5 литров.

Также вас может заинтересовать вопрос: "Какую функцию выполняет серебро в постфильтре?" Ответ очень прост: серебро предназначено для обеззараживания воды. Точно так же, серебро может быть заменено ультрафиолетовой лампой — для дополнительной дезинфекции воды. 

Что нужно дезинфицировать, от чего обеззараживать очищенную воду после системы бытового обратного осмоса? Ведь бактерии и вирусы по своим размерам не могут попасть на сторону чистой воды! Их размеры в сотни раз больше солей. А мембрана с лёгкостью удаляет соли. Значит, и микробиологического загрязнения быть не должно!

Этот вопрос напрямую связан с мифом о том, что в процессе гиперфильтрации не удаляются бактерии и вирусы. Они удаляются и очень даже прекрасно.

В чём же дело? Дело в диффузионных загрязнениях. Но о них мы поговорим далее. А сейчас вывод: 

Аппарат обратного осмоса создан таким образом, чтобы наиболее качественно и наиболее эффективно очищать воду.

Аппарат обратного осмоса

По материалам http://voda.blox.ua/2008/08/Kak-vybrat-filtr-dlya-vody-27.html

nbsp;

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *